文档视图结构(
Document/View Architecture
)是
MFC
的精髓,也是
Observer
模式的具体实现框架之一,
Document/View Architecture
通过将数据和其表示分开,提供了很好的数据层次和表现层次的解耦。然而,虽然我们使用
MFC AppWizard
就可以很轻松地获得一个支持
Document/View Architecture
的
MFC
程序框架,
Document/View Architecture
本身的复杂性加上
VC
产生的一系列代码足够让我们眼花缭乱,一时陷入云里雾里不可自拔。加上我们更多的人都没有经过
Windows SDK Programming
的学习和经历就直接进行
MFC Programming
的学习和开发,更是面对一堆的代码不知所措。
之于
Document/View Architecture
,侯捷先生的《深入浅出
MFC
》一书确实进行了很深入的分析和研究,网络上也有很多在侯捷先生著述的基础上的进一步的文章出现,但是个人觉得这里面有一点瑕疵(仅代表
k_eckel
浅见):太过深入,这些分析和研究都最终会定位到
Windows SDK
中窗口的创建过程、
MFC
中对
Document/View Architecture
支持所提供的复杂无序的宏等对于没有
Windows SDK Programming
经验和经历的学习者和对于
MFC
不是很熟悉的学习者无异于是徒增烦恼,一个本来就很复杂的问题更加地复杂化了。我的观点是这个过程是必要的,然而不是每个人所必需的,或者说不是每个人在初期学习和绝大多数项目开发中所必需的。我向来对众多的仅仅学会了拖拉点拽就以为会了
MFC
(侯捷先生在《深入浅出
MFC
》一书中对这个群体有一个照面,这里不罗嗦)不以为然,但是我依然认为轻量级学习成本是重要的,容易上手,易于接受是一门技术成功或者说有价值的一个很大的决定性因素。因此提供一个轻量级的学习过程对于学习来说是很有必要性的,本系列文章就遵循这样一个理念,对
MFC
中
Document/View Architecture
进行一个分析(姑且也可以称之为深入),尽量将对
Document/View Architecture
的理论研究(侯捷先生书中很多内容)和实际的项目开发结合起来,最后提供一个简单但是全面的
Document/View Architecture
项目开发(主要是界面框架设计和开发)的实际例子,供参考。
1
必备基础知识概述
1.1 MFC
文档视图结构程序结构总揽
当我们使用
MFC AppWizard
生成一个
MFC
程序,选用所有默认的设置(当然也是
Multiple Documents
,本文讨论主要基于
Multiple Documents
,对于
Single Document
情况仅以简单表述提及,皆因后者和前者很多相似相同之处,但前者更为复杂,并且更加常用。),假设你的程序名称为
A
,则你会得到
CMainFrame
、
CChildFrame
、
CAboutDlg
、
CADoc
、
CAView
、
CAApp 6
个类(
Single Document
仅少一个
CChildFrame
类,其余均同)。这些类的具体含义将在后面给出,这里先要给出一个
MFC
支持文档视图结构程序(以下简称
App
)的主要组成:
u
一个
App
(对应类
CAApp
)可以包含多个文档模版(
CDocTemplate
),但是
MFC AppWizard
(无论是
SDI
还是
MDI
)都只是默认生成一个。但是在实际开发中一个文档模版不够,需要自己手工添加(在后面实际项目例子提供示例)。这个结构是通过
MFC
中
CWinApp
的成员变量
CDocManager* m_pDocManager
实现的,我们的
CAApp
正是继承自
MFC
提供的
CWinApp
类。
u
CDocManager
类则拥有一个指针链表
CPtrList m_templateList
来维护这些文档模版。这些文档模版都是在
CAApp
::
InitInstance
()中通过
AddDocTemplate(pDocTemplate)
。
u
CDocTemplate
拥有
3
个成员变量,分别保存着
Document
、
View
、
Frame
的
CRuntimeClass
指针,另外持有成员变量
m_nIDResource
,用来指定这个
Document
显示时候采用的菜单资源。这
4
份数据都在
CAApp
::
InitInstance
()中
CDocTemplate
的构造函数中指定。在
Document
中拥有一个回指
CDocTemplate
的指针(
m_pDocTemplate
)。
u
一个文档可以有多个视图,由
Document
中成员变量
CPtrList m_ViewList
维护。
u
CFrameWnd
拥有一个成员变量
CView* m_pActiveView
指向当前活动的
View
。
u
CView
中拥有一个成员变量
CDocument* m_pDocument
指向该视图相关的
Document
。
[
注解
]
:
①
MFC SDI/MDI
程序默认都默认生成了一个文档模版,并将这个文档模版
Add
到其文档模版的链表中,由于这是
MFC
默认提供的,因此这个文档模版会被插入到文档模版的第一个位置,而
MFC
也是通过这个文档模版的特定位置可以确定的。默认情况下,当我们点击
File
(
Open
)
/ File
(
New
)的时候,这个文档模版会被启用。
除了侯捷先生在《深入浅出
MFC
中列出的以上的深入分析,我们还应该(很大程度上更加重要)掌握以下的关于
MFC SDI/MDI
的知识:
u
文档的本质:文档是用来保存数据以及关于数据的处理的,每当
MFC SDI/MDI
响应
File
(
Open
)
/ File
(
New
)的时候都会打开一份文档。文档可以拥有多个视图。文档和视图的关系可以这样理解:文档是被视图观察的对象。
u
视图本质:视图在
Windows
中就是一个窗口,也就是一个可视化的矩形区域。视图是用来表示文档的数据的。但是每个视图必需依附于一个框架(
SDI
中是
MainFrame
,
MDI
是
ChildFrame
)。当然你可以自己去
Create
一个视图,并且去显示它。
u
框架的本质:框架实际是也是一个
Windows
窗口。但是在框架上可以放置菜单、工具栏、状态栏等。而视图则放在框架的客户区。因此
MFC
中我们看到的窗口实际上
Frame
和
View
共同作用的结果。
u
在某一时刻,程序中只有一个活动的文档、框架和视图,即当前的文档、框架、视图。
1.2 MFC SDI/MDI
各个类之间的互访
在实际项目开发中用的最多就是各个类之间的互访问,这里将网络上和书籍中提到的做了一个总结,也是笔者在实际开发中都用到过的。
访问对象
|
访问位置
|
访问实现
|
应用程序
App
|
任何位置
|
①
AfxGetApp();
②
在要使用应用程序
App
的文件中加入:
extern CAApp theApp
,然后直接使用全局的
theApp
变量。
|
主框架窗口
|
任何位置
|
①
AfxGetMainWnd();
②
AfxGetApp()->m_pMainWnd;
|
视图
|
框架类中
|
GetActiveView(); //
当前的活动视图
|
文档类中
|
GetFirstViewPosition
();
//
可以获取全部视图
GetNextView
();
|
文档
|
文档类中
|
GetDocument()
;
|
文当模版类中
|
GetFirstDocPosition(); //
该文档模版对应全部文档
GetNextDoc();
|
框架类中
|
GetActiveDocument(); //
当前活动文当
|
子框架类(
MDI
中)
|
主框架类中
|
①
MDIGetActive
();
②
GetActiveFrame
();
|
视图类中
|
GetParentFrame();
|
文档模版
|
文档类中
|
GetDocTemplate();
|
应用程序
App
中
|
GetFirstDocTemplatePosition();
GetNextDocTemplate();
|
说明:
1
)以上给出的都是方法,实际访问中可能还要进行以下简单的处理,如类型转换,循环遍历等;
2
)可能没有列举完所有可能位置的互访问,但可以通过他们的组合得到。
2
文档、视图、框架之间的关联
MFC SDI/MDI
中的核心就在于文档、视图、框架之间的关联,形成了一个有机的可运作的整体。
MFC
提供了默认的关联关系,但是在实际的项目开发中很多时候需要动态进行他们的之间的关联。
2.1
文档和视图间的关联
使用
MFC AppWizard
声称
MFC SDI/MDI
程序,在
App
类的
InitInstance
()方法中有如下代码(假设
Project
名称均为
Test
):
u
SDI
中
CSingleDocTemplate* pDocTemplate;
pDocTemplate = new CSingleDocTemplate(
IDR_MAINFRAME,
RUNTIME_CLASS(CTestDoc),
RUNTIME_CLASS(CMainFrame), // main SDI frame window
RUNTIME_CLASS(CTestView));
AddDocTemplate(pDocTemplate);
|
u
MDI
中
CMultiDocTemplate* pDocTemplate;
pDocTemplate = new CMultiDocTemplate(
IDR_TESTTYPE,
RUNTIME_CLASS(CTestDoc),
RUNTIME_CLASS(CChildFrame), // custom MDI child frame
RUNTIME_CLASS(CTestView));
AddDocTemplate(pDocTemplate);
|
这里通过
CDocTemplate
(无论是
SDI
中的
CSingleDocTemplate
还是
MDI
中的
CMultiDocTemplate
)的构造函数,将文当、视图和框架(
SDI
中与主框架,
MDI
中与自框架)关联在一起了,形成了一个整体。
手工实现文当和视图的关联
在实际的项目开发时候仅仅依靠
MFC AppWizard
生成的文当和视图、框架是不够的,因此我们需要掌握手工进行这种关联。手工进行文当和视图的关联可以有以下两种实现方式:
l
模仿
MFC AppWizard
实现,使用
CDocTemplate
的构造函数:在上面的分
析中我们可以看到通过
CDocTemplate
(无论是
SDI
中的
CSingleDocTemplate
还是
MDI
中的
CMultiDocTemplate
)的构造函数我们可以获得文档、视图和框架的关联。因此可以通过模拟这种方式进行关联。具体实现方法如下:
1)
创建新的文档、视图和框架类,方法是使用
VC
中的
Insert MFC Class
实现。注意到框架类选择
CMDIChildWnd
作为基类,文档类选择
CDocument
作为基类,而视图类则可以根据需要选择
CView
或其子类(
CEditView
)等作为基类。
2)
为该框架添加菜单资源,方法是在
VC
资源窗口
Menu
菜单下添加新的菜
单,当然可以通过复制
VC
提供默认菜单进行修改。
3)
在
App
类的
InitInstance
()中添加如下类似代码:
CMultiDocTemplate* m_pDocTemplate;
m_pDocTemplate = new CMultiDocTemplate(
IDR_TESTTYPE, //
改为你新建的菜单资源
ID
RUNTIME_CLASS(CTestDoc), //
改为你新建的文档类
RUNTIME_CLASS(CChildFrame), //
改为你新建的框架类
RUNTIME_CLASS(CTestView)); //
改为你新建的视图类
AddDocTemplate(m_pDocTemplate);
|
4)
为了记录这个文档模版,你可以在
App
类中添加一个
CMultiDocTemplate*
类型变量来维持这个文档模版。
l
上面给出了通过
CDocTemplate
的构造函数将文档、视图、和框架关联起来,但
是有时候我们并不想创建一个新的文档模版,我们只是想给同一个数据提供不同的结果显示,或者说是为同一个文档添加一个新的视图,并提供他们之间的一个切换。我在《
VC项目开发之单文档多视图实现
》一文给出了这样的一个实现。还有一种可能就是我们本来不是一个文档视图结构支持的程序,想为视图添加一个文档,更好进行业务逻辑和表示层的一个分离。因此我们给出了第二种视图和文档关联的方法:我们使用
CCreateContext
类进行他们之间的关联,具体实现为:
m_pAnotherView = new CAnotherView(); //new
一个新的视图,可以改为你新建的视图
//
获取一个已有的文档,可以是你新建的文档
CDocument* m_pDoc = ((CFrameWnd*)m_pMainWnd)->GetActiveDocument();
//
文档和视图关联
CCreateContext context;
context.m_pCurrentDoc = m_pDoc;
//
创建视图
UINT m_IDFORANOTHERVIEW = AFX_IDW_PANE_FIRST + 1; //
创建视图的
ID
号,你可以自己设置
CRect rect;
m_pAnotherView->Create(NULL,NULL,WS_CHILD,rect,m_pMainWnd,m_IDFORANOTHERVIEW,&context);
|
l
在框架和视图关联的时候进行设置,具体见一下框架和视图关联部分。
2.2
框架和视图的关联
在第一部分分析我们知道,框架和视图其实都是
windows
窗口,不过框架提供了菜单、标题栏、状态栏等资源,而视图则只是一个矩形区域。
MFC
程序中视图决定大多数时候要依附于一个框架(
SDI
中的
MainFrame
和
MDI
中的子框架窗口),可以这样理解,框架相当于一个窗口容器(当然它本身也是一个
windows
窗口),而视图则正好是放置在框架内客户区域的内容。
框架和视图的关联也可以通过
模仿
MFC AppWizard
实现,使用
CDocTemplate
的构造函数实现,即和
2.1
中文档和视图间的关联方式相同,这里就不再给出,参看上面的详细实现即可。
同上面的分析,在很多的时候我们并不是需要提供一个新的文档模版,我们只是需要显示一个新的窗口(
MDI
程序),例如我们在作
MIS
系统界面管理的时候,经常出现的情况就是用户点击一个菜单选项,即弹出一个处理窗口。而要显示一个新的窗口,我们可以通过我在《
VC 多文档用户界面设计
》一文中给出的方法(通过
CDocTemplate
的
OpenDocumentFile
()方法打开一个文档实现),这样就建立一套的文档、视图和框架的体系。上面已经分析到,我们看到
MFC
的窗口实际上框架和视图的一个结合体,我们并不一定要提供文档、视图、框架的整个体系,我们只需要框架和视图的结合即可实现窗口的显示,这就要经过两个步骤实现:第一步将视图和框架关联,第二步显示框架(也就是一个
windows
窗口的显示)。以下给出框架和视图关联的具体实现:
CChildFrame* pFrm = new CChildFrame(); //
框架可以是你新建或者定制的框架类
CCreateContext context;
context.m_pNewViewClass
= RUNTIME_CLASS(CDemoView); //
视图可以是你想显示的视图
pFrm->LoadFrame(IDR_TEST2TYPE,WS_CHILD |
WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context); //
菜单资源你可以修改
pFrm->ShowWindow(SW_SHOW); //
显示窗口
pFrm->InitialUpdateFrame(NULL,true); //
调用视图的
OnInitialUpdate
()和框架的
ActiveFrame
(),你可以在这里设置窗口的标题
|
当然你可以在这里添加视图和文档的关联,具体实现是添加以下代码:
context.m_pCurrentDoc = m_pDoc; // m_pDoc
就是你要关联到的文档对象
|
3
代码实例
本部分将以一个通用的
MDI
项目界面设计开发为例,将上面的分析附诸实践。
3.1
情景描述
一个常见界面逻辑为:用户打开一个系统,显示基本的菜单,用于用户的登录、注销和用户管理(当然这也可以通过一个用户登录的对话框实现)。用户正确登录后,显示系统的功能操作界面,当用户点击一个菜单项后(对应一个或者多个业务逻辑),弹出一个处理操作界面(并非对话框)。各个功能操作界面可共存于一个框架内,可以最大化、最小化或者关闭。
3.2
代码实现
下面就将上面的提到的情景用前面提到的技术,给出详细的实现方案。
Step 1
:新建一个
MFC
项目,名称为
Demo
,选择不用
Document/View Architecture
支持(第二步去掉默认的复选框即可)。这样系统为你默认生成
5
个类:
CDemoApp
、
CMainFrame
、
CChildFrame
、
CAboutDlg
、
CDemoView
。各个类的含义上面已经分析了,不罗嗦。另外系统还提供了两个默认的菜单:
IDR_DEMOTYPE
和
IDR_MAINFRAME
,将
IDR_MAINFRAME
的菜单的“文件”改名为“开始”(好像更加专业,不该也没有什么,本来就是
Demo
),然后将这个菜单项的子菜单中改为“登录”、“注销”,并使用默认的子项,并将前两者的
ID
号改为:“
ID_LOGIN
”和“
ID_LOGOUT
”。拷贝(
Ctrl + C
)粘贴(
Ctrl + V
),则得到一个名称为
IDR_MAINFRAME1
的菜单资源,删除原有的
IDR_DEMOTYPE
菜单(注一先保存名称),再将
IDR_MAINFRAME1
的名称改为
IDR_DEMOTYPE
。再为
IDR_DEMOTYPE
添加一个菜单项“功能”,添加两个子菜单项“业务逻辑一”和“业务逻辑二”,
ID
号分别为:
ID_FUNC_ONE
和
ID_FUNC_TWO
。
Step 2
:给
CDemoApp
添加两个变量,保存菜单资源:
HMENU m_hOPMenu;
HMENU m_hInitMenu;
|
并在
BOOL CDemoApp::InitInstance()
中添加代码:
m_hInitMenu = ::LoadMenu(hInst, MAKEINTRESOURCE(IDR_MAINFRAME));
m_hOPMenu = ::LoadMenu(hInst, MAKEINTRESOURCE(IDR_DEMOTYPE));
|
为了显示效果,在
BOOL CDemoApp::InitInstance()
中添加代码:
pFrame->SetWindowText("
武汉大学计算机学院
-
未登录
");
m_nCmdShow = SW_SHOWMAXIMIZED;
pFrame->ShowWindow(m_nCmdShow); //
系统提供
pFrame->UpdateWindow();
|
为菜单项“登录”添加响应函数(使用
Class Wizard
,
Class Name
选择
CDemoApp
)
void CDemoApp::OnLogin()
{
// TODO: Add your command handler code here
SetMenu(AfxGetApp()->m_pMainWnd->m_hWnd,m_hOPMenu);
AfxGetApp()->m_pMainWnd->SetWindowText("
武汉大学计算机学院
-
已登录
");
}
|
同上,为菜单项“注销”添加响应函数:
void CDemoApp::OnLogout()
{
// TODO: Add your command handler code here
if(((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncOneFrame != NULL)
((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncOneFrame->SendMessage(WM_CLOSE);
if(((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncTwoFrame != NULL)
((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncTwoFrame->SendMessage(WM_CLOSE);
SetMenu(AfxGetApp()->m_pMainWnd->m_hWnd,m_hInitMenu);
AfxGetApp()->m_pMainWnd->SetWindowText("
武汉大学计算机学院
-
未登录
");
}
|
这就实现了登录和注销的功能(当然实际中可能还会有一个验证用户权限和合法性的对话框,这里从略),并实现了登录注销时刻用户操作菜单的转变。注意:这里
OnLogout
中前两行代码是在注销的时候要把已经打开的窗口关闭而添加的,
m_pFuncOneFrame
和
m_pFuncTwoFrame
的定义和作用请参见后面定义。
Step 3
:添加一个新的子框架类
CDemoFrame
,其基类为
CMDIChildWnd
。添加一个两个新的视图类
CFuncOneView
和
CFuncTwoView
类,前者的基类为
CView
,后者为
CFormView
。当然为了添加
CFuncTwoView
类,需要先
Insert
一个对话框资源,并将
ID
改为
IDD_FUNC_TWO_DLG
,属性
Style
修改为“
child
”(默认为
Popup
)。这样在新建
CFuncTwoView
的时候选择该
DialogID
为
IDD_FUNC_TWO_DLG
。注意将
CDemoFrame
的构造函数改为
public
(默认是
protected
)。
Step 4
:为
CMainFrame
添加两个成员变量记录各个业务逻辑对应的窗口,在
MainFrm.h
中添加:
CDemoFrame* m_pFuncOneFrame;
CDemoFrame * m_pFuncTwoFrame;
|
并在
CMainFrame::CMainFrame()
中初始化:
CMainFrame::CMainFrame()
{
// TODO: add member initialization code here
m_pFuncOneFrame = NULL;
m_pFuncTwoFrame = NULL;
}
|
Step 5
:为“业务逻辑一”添加响应函数(
CMianFrame
中):
void CMainFrame::OnFuncOne()
{
// TODO: Add your command handler code here
if (m_pFuncOneFrame != NULL)
{
m_pFuncOneFrame->MDIActivate();
return ;
}
m_pFuncOneFrame = new CDemoFrame();
CCreateContext context;
context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CFuncOneView);
m_pFuncOneFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_MAXIMIZE|WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context);
m_pFuncOneFrame->SetWindowText("
业务逻辑一
");
m_pFuncOneFrame->ShowWindow(SW_SHOWMAXIMIZED);
m_pFuncOneFrame->InitialUpdateFrame(NULL,true);
}
|
同上,为“业务逻辑二”添加响应函数:
void CMainFrame::OnFuncTwo()
{
// TODO: Add your command handler code here
if (m_pFuncTwoFrame != NULL)
{
m_pFuncTwoFrame->MDIActivate();
return ;
}
m_pFuncTwoFrame = new CDemoFrame();
CCreateContext context;
context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CFuncTwoView);
m_pFuncTwoFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_MAXIMIZE|WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context);
m_pFuncTwoFrame->SetWindowText("
业务逻辑二
");
m_pFuncTwoFrame->ShowWindow(SW_SHOWMAXIMIZED);
m_pFuncTwoFrame->InitialUpdateFrame(NULL,true);
}
|
这样,上述的需求情景基本是做到了,但是需要说明的是:
1)
需要在适当的地方加入适当的头文件,就是说在使用类的时候要
include
其实现的头文件。
2)
上面其实是很多的
MIS
管理系统的通用界面操作模版,大家可以在实际的项目开发中作相应的修改(主要是实现相应的业务逻辑等);
3)
这里提供的默认的主框架窗口比较简单(默认),要添加一个背景,请参看笔者的《
VC—主框架窗口绘制背景
》一文添加合适的背景;
4)
上面的例子中,是让其生成不支持
MFC Document/View Architecture
,如果已经有了默认的支持
MFC Document/View Architecture
的程序,请将
App
中模仿上面的实现即可。
5)
上面可以使用
MFC AppWizard
生成的
CChildFrame
类代替
CDemoFrame
类,但是建议新建框架类,业务逻辑一和业务逻辑二可以使用不同的框架类,模仿实现即可。
当然,你肯能需要为视图添加文档以实现业务逻辑和表现层的松耦合,下面就为
CFuncOneView
添加文档视图结构支持。
Step 6
:添加一个文档类
CDemoDoc
,基类为
CDocument
并将
CDemoDoc
的构造函数改为
public
(默认为
protected
),为了演示,为
CDemoDoc
添加函数
GetData
():
CString CDemoDoc::GetData()
{
return "Hello world";
}
|
Step 7
:为
CFuncOneView
添加函数
GetDocument
:
CDemoDoc* CFuncOneView::GetDocument()
{
return (CDemoDoc*)m_pDocument;
}
|
并修改
OnDraw
函数:
void CFuncOneView::OnDraw(CDC* pDC)
{
//CDocument* pDoc = GetDocument();
// TODO: add draw code here
CDemoDoc* pDoc = GetDocument();
pDC->TextOut(50,50,pDoc->GetData());
}
|
Step 8
:将
CDemoDoc
和
CFuncTwoView
关联:修改
void CMainFrame::OnFuncOne()
函数为:
void CMainFrame::OnFuncOne()
{
// TODO: Add your command handler code here
if (m_pFuncOneFrame != NULL)
{
m_pFuncOneFrame->MDIActivate();
return ;
}
m_pFuncOneFrame = new CDemoFrame();
CDemoDoc* m_pDoc = new CDemoDoc();
CCreateContext context;
context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CFuncOneView);
context.m_pCurrentDoc = m_pDoc;
m_pFuncOneFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_MAXIMIZE|WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context);
m_pFuncOneFrame->SetWindowText("
业务逻辑一
");
m_pFuncOneFrame->ShowWindow(SW_SHOWMAXIMIZED);
m_pFuncOneFrame->InitialUpdateFrame(NULL,true);
}
|
至此,就完成了整个过程。需要说明的是:
1)
需要在适当的地方加入适当的头文件,就是说在使用类的时候要
include
其实现的头文件。
2)
如果是已经有了文档视图支持的程序,上面的文档可以使用系统中提供的文档;
上面提供了一个简单通用的界面操作的实现,大家可以参照实现,例如添加更多的视图、实现自己的业务逻辑等。
3
)本文提供了实现的整个代码,请参考。